一种采样开关电路和传感器接口电路

allin2025-08-01  23


本发明涉及采样,特别是涉及一种采样开关电路和传感器接口电路。


背景技术:

1、对于低功耗传感器接口电路而言,sar(successive approximation register,逐次逼近)adc(analog to digital converter,模拟数字转换器)是其重要组成部分。在saradc中,由于采样开关位于其最前端,所以其对后续的信号处理和低功耗传感器所在的系统至关重要。

2、目前,将传统的栅压自举开关作为传感器接口电路中的采样开关,但是栅压自举开关的线性度较低,从而对低功耗传感器接口电路的性能造成影响,进而可能对后续的信号处理和低功耗传感器所在的系统造成影响。

3、因此,如何提高栅压自举开关的输入和输出的线性度,从而改善整体传感器接口电路性能,是亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种采样开关电路和传感器接口电路,以提高栅压自举开关的输入和输出的线性度,从而改善整体传感器接口电路性能。

2、为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:

3、本技术一方面提供一种采样开关电路,包括:栅压自举开关和第一采样隔离模块;其中:

4、所述第一采样隔离模块的输入端作为所述采样开关电路的第一输入端;

5、所述第一采样隔离模块的输出端与所述栅压自举开关的输入端相连;

6、所述栅压自举开关的输出端作为所述采样开关电路的输出端。

7、可选的,在所述栅压自举开关中,与所述栅压自举开关中的采样开关管串联连接的开关管,其衬底与其源极相连。

8、可选的,还包括:虚拟采样开关管:其中:

9、所述虚拟采样开关管与所述栅压自举开关中的采样开关管相同;

10、所述虚拟采样开关管的输入端作为所述采样开关电路的第二输入端;

11、所述采样开关电路的两个输入端接收差分信号;

12、所述虚拟采样开关管的输出端与所述栅压自举开关的输出端相连,连接点作为所述采样开关电路的输出端;

13、所述虚拟采样开关管的控制端接地。

14、可选的,还包括:第二采样隔离模块;其中:

15、所述第二采样隔离模块的输入端作为所述采样开关电路的第二输入端;

16、所述第二采样隔离模块的输出端与所述虚拟采样开关管的输入端相连。

17、可选的,所述采样开关电路中的采样隔离模块为电压跟随器。

18、可选的,所述栅压自举开关,包括:第一开关管、采样开关管、栅压自举模块和复位模块;其中:

19、所述栅压自举模块的输入端接收时钟信号;

20、所述栅压自举模块的输出端正极分别与所述第一开关管的控制端、所述采样开关管的控制端相连,所述栅压自举模块的输出端负极与所述第一开关管的输入端相连;

21、所述第一开关管的输出端与所述采样开关管的输入端相连,连接点作为所述栅压自举开关的输入端;

22、所述采样开关管的输出端作为所述栅压自举开关的输出端;

23、所述第一开关管和所述采样开关管均为nmos管;

24、所述复位模块的输入端接收所述时钟信号的互补信号,所述复位模块的输出端与所述栅压自举模块的输出端正极相连;

25、当所述时钟信号为预设电平时所述栅压自举模块处于采样工作模式;

26、当所述互补信号为预设电平时所述栅压自举模块在所述复位模块的控制下处于保持工作模式。

27、可选的,所述复位模块,包括:第二开关管和第三开关管;其中:

28、所述第二开关管的控制端作为所述复位模块的输入端;

29、所述第二开关管的输入端接地,所述第二开关管的输出端与所述第三开关管的输入端相连,所述第三开关管的输出端作为所述复位模块的输出端;

30、所述第三开关管的控制端与第一供电电源相连;

31、所述第二开关管用于在所述互补信号为预设电平时导通;

32、所述第三开关管为nmos管。

33、可选的,还包括:第四开关管;其中:

34、所述第四开关管的输入端与所述第一供电电源相连;

35、所述第四开关管的输出端与所述第二开关管的输出端相连;

36、所述第四开关管的控制端与所述第二开关管的控制端相连;

37、所述第四开关管用于与所述第二开关管互补导通。

38、可选的,所述栅压自举模块,包括:自举电容和六个开关管;其中:

39、第五开关管的输入端与第二供电电源相连,所述第五开关管的输出端与所述自举电容的一端相连,所述自举电容的另一端与第六开关管的输入端相连,所述第六开关管的输出端接地;

40、所述第六开关管的控制端接收所述互补信号;

41、第七开关管的输入端与所述第五开关管的输入端相连,所述第七开关管的输出端与第八开关管的输入端相连,所述第八开关管的输出端与所述第六开关管的输入端相连;

42、所述第七开关管的控制端与所述第八开关管的控制端相连,连接点作为所述栅压自举模块的输入端;

43、第九开关管的输入端与所述第五开关管的输出端相连,所述第九开关管的输出端与所述第五开关管的控制端相连,所述第九开关管的控制端与第十开关管的输入端相连;

44、所述第十开关管的输出端与所述第六开关管的输入端相连,连接点作为所述栅压自举模块的输出端负极;

45、所述第十开关管的控制端与所述第九开关管的输出端相连,连接点作为所述栅压自举模块的输出端正极;

46、所述第五开关管和所述第九开关管均为pmos管,所述第十开关管为nmos管;

47、所述第六开关管、所述第八开关管均与所述第七开关管互补导通,所述第七开关管在所述互补信号为预设电平时导通。

48、本技术另一方面提供一种传感器接口电路,包括:模拟放大器和逐次逼近模拟数字转换器sar adc;其中:

49、所述模拟放大器的输入端作为所述传感器接口电路的输入端,所述模拟放大器的输出端与所述sar adc的输入端相连,所述sar adc的输出端作为所述传感器接口电路的输出端;

50、所述sar adc包括如本技术上一方面任一项所述的采样开关电路。

51、由上述技术方案可知,本发明提供了一种采样开关电路。在该采样开关电路中,第一采样隔离模块的输入端作为采样开关电路的第一输入端,第一采样隔离模块的输出端与栅压自举开关的输入端相连,栅压自举开关的输出端作为采样开关电路的输出端。由于在采样开关电路的第一输入端与栅压自举开关的输入端之间设置有第一采样隔离模块,所以可以实现采样开关电路所在的adc与该adc的前级模拟放大器之间的隔离,因此可以减少该adc的输入端电荷注入效应对其前级模拟放大器的输出所造成的影响,从而有效地提高采样开关电路及栅压自举开关的输入和输出的线性度,进而改善整体电路性能。


技术特征:

1.一种采样开关电路,其特征在于,包括:栅压自举开关和第一采样隔离模块;其中:

2.根据权利要求1所述的采样开关电路,其特征在于,在所述栅压自举开关中,与所述栅压自举开关中的采样开关管串联连接的开关管,其衬底与其源极相连。

3.根据权利要求1所述的采样开关电路,其特征在于,还包括:虚拟采样开关管:其中:

4.根据权利要求3所述的采样开关电路,其特征在于,还包括:第二采样隔离模块;其中:

5.根据权利要求1至4任一项所述的采样开关电路,其特征在于,所述采样开关电路中的采样隔离模块为电压跟随器。

6.根据权利要求1至4任一项所述的采样开关电路,其特征在于,所述栅压自举开关,包括:第一开关管、采样开关管、栅压自举模块和复位模块;其中:

7.根据权利要求6所述的采样开关电路,其特征在于,所述复位模块,包括:第二开关管和第三开关管;其中:

8.根据权利要求7所述的采样开关电路,其特征在于,还包括:第四开关管;其中:

9.根据权利要求6所述的采样开关电路,其特征在于,所述栅压自举模块,包括:自举电容和六个开关管;其中:

10.一种传感器接口电路,其特征在于,包括:模拟放大器和逐次逼近模拟数字转换器sar adc;其中:


技术总结
本申请提供了一种采样开关电路和传感器接口电路,涉及采样技术领域。在该采样开关电路中,第一采样隔离模块的输入端作为采样开关电路的第一输入端,第一采样隔离模块的输出端与栅压自举开关的输入端相连,栅压自举开关的输出端作为采样开关电路的输出端。由于在采样开关电路的第一输入端与栅压自举开关的输入端之间设置有第一采样隔离模块,所以可以实现采样开关电路所在的ADC与该ADC的前级模拟放大器之间的隔离,因此可以减少该ADC的输入端电荷注入效应对其前级模拟放大器的输出所造成的影响,从而有效地提高采样开关电路及栅压自举开关的输入和输出的线性度,进而改善整体电路性能。

技术研发人员:姚少鹏,黄水龙,单强,魏子辉,肖津津,黄成军
受保护的技术使用者:中国科学院微电子研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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